Indhold
Mange materialer har magnetiske egenskaber og en evne til at blive magnetiseret. To klasser af materialer med magnetiske egenskaber er paramagnetiske og ferromagnetiske materialer. Disse materialer har naturlige magnetiske egenskaber, der tillader dem at blive tiltrukket af en magnet. Paramagnetiske materialer tiltrækkes svagt af magneter, og ferromagnetiske materialer tiltrækkes stærkt af magneter. Disse egenskaber stammer fra deres subatomære strukturer, som bestemmer, hvilke materialer der kan magnetiseres stærkt, og hvad der kun kan svagt magnetiseres.
Magnetiske egenskaber
••• Ryan McVay / Photodisc / Getty ImagesKernen i hvad der tillader et magnetiseret materiale ligger i dets subatomære struktur, hvor elektroner roterer rundt om kernen i materialernes atomer. Et roterende elektron skaber et magnetfelt kaldet en dipol, der ligesom en almindelig stangmagnet har både nord- og sydpoler. Når størstedelen af elektronerne drejer i samme retning, har materialet potentiale til at blive magnetiseret. Men hvis et materiale ikke har en stor del af dets elektroner, der spinder i samme retning, har det mindre potentiale til at blive magnetiseret, fordi modsat spinnende elektroner neutraliserer hinandens individuelle magnetiske felter. Et eksempel på et materiale, der har størstedelen af dets elektroner, der spinder i samme retning og kan stærkt magnetiseres, er jern. Et eksempel på et materiale, der ikke har størstedelen af dets elektroner, der spinder i samme retning og kun kan svagt magnetiseres, er aluminium.
Ferromagnetiske materialer
På grund af deres atomers subatomære strukturer tiltrækkes naturligt ferromagnetiske materialer som jern, nikkel-gadolinium og kobolt af magneter. Disse materialer skal typisk gennemgå en proces, såsom opvarmning ved en høj temperatur efterfulgt af afkøling under påvirkning af et stærkt magnetfelt for at blive magnetiseret som en permanent magnet. Mindre fysiske metoder såsom at stryge materialet med en magnet eller slå det med en hammer kan gøre disse materialer til midlertidige magneter. Begge fysiske processer får materialerne til elektroninducerede magnetiske felter i linje med hinanden.
Paramagnetiske materialer
••• Jupiterimages / Comstock / Getty ImagesParamagnetiske materialer tiltrækkes kun svagt af magneter på grund af den subatomiske struktur af paramagnetiske materialer, der kun består af relativt få frie elektroner, der spinder i samme retning. Derfor fremstiller paramagnetiske materialer som kobber, aluminium, platin og uran meget svagere magneter end dem, der er fremstillet af ferromagnetiske materialer.
Legerede materialer
Legeringer af ferromagnetiske og paramagnetiske materialer kan variere med deres potentiale til at blive magnetiseret.Selvom nikkel f.eks. Er et ferromagnetisk materiale, tiltrækkes et 5-centerstykke ikke af en magnet. Den amerikanske 5-centmønt er en legering på 20 procent nikkel og 80 procent kobber. Rustfrit stål er et andet eksempel på et materiale, der ikke tiltrækkes af en magnet, fordi det er en legering af ferromagnetisk jern med krom og adskillige andre paramagnetiske materialer.
Dog laver nogle legeringer af ferromagnetiske og paramagnetiske materialer stærke magneter. Et eksempel er alnico, der i en form består af ferromagnetiske metaller jern, nikkel og kobolt med de paramagnetiske materialer aluminium og kobber.